Découpage séquentiel : une proposition

La reconnaissance de certaines surfaces, intervalles, bancs et agencement de bancs particuliers, leur interprétation en surfaces de transgression (surfaces d'inondation marine et surfaces de ravinement), limites de séquences, sections condensées, séquences élémentaires, de même que la reconnaissance du caractère progradant, rétrogradant ou aggradant des paquets de bancs permet de décomposer l'enregistrement sédimentaire en séquences de dépôts génétiquement liés. L'enchaînement, ici vertical, des faciès et des motifs d'empilement est la réponse à une variation cyclique du niveau marin. A ce stade de l'exposé, il s'agit de variations relatives, leur origine et leur caractère, global ou non, n'ayant pas encore été discutés.

Le découpage en séquence de dépôt de la coupe du Ferdenrothorn est représenté par la Fig. 6.2. Deux ordres principaux sont reconnus : le plus long a une durée moyenne probable de 8 M.a. (mauvais calage biostratigraphique vers le haut), la durée du plus court étant voisine de 3 M.a. Selon le système de hiérarchisation "classique" (pour les stratigraphes d 'EXXON), ils correspondent respectivement au 2ème et 3ème ordres (p. ex. V ail et al., 1977; Haq et al., 1987,

1988; V ail & Eisner, 1989).

Les séquences élémentaires constituent un ordre hiérarchique supérieur superposé aux deux précédents. Selon Goodwin & Anderson (1985), et par analogie avec les cycles orbitaux de Milankovitch, la durée d'un PAC serait de l'ordre de 20 K.a. Dans le cas présent, une quantification n'est pas possible : les séquences élémentaires sont observées sur une faible épaisseur et les données chronostratigraphiques sont insuffisantes. Lors de la description lithostratigraphique, deux éventuelles séquences de PAC's ont été signalées (4.2.8.4); pour autant que la durée de la brique élémentaire soit bien de 20 K.a., ces deux séquences représentent respectivement 100 et 140 K.a. (voir aussi Goodwin & Anderson, 1985). Ces deux ordres hiérarchiques correspondent respectivement, par leur durée, aux séquences à très haute fréquence et aux séquences à haute fréquence de Guillocheau (1990).

E

Zones Sous-zones 2ème ordre 3ème ordre

HSST HSST

TS : surface de transgression cs : section condensée MF : surface d'inondation maximale

SB :limite de séquence

HSST : cortège de haut niveau marin LSST : cortège de bas niveau marin TST : cortège transgressif

Fig. 6.2 : Coupe du Ferdenrothom : interprétation en séquences de dépôt, avec rappel biostratigraphique. Figurés lithologiques : voir Annexe 1.

En trait interrompu : limites incertaines.

150 Chapitre 6

En résumé, quatre ordres de séquences imbriquées sont reconnus; leurs durées moyennes sont de 8 M.a., 3 M.a., 100-140 K.a. (?)et 20 K.a. (?).

Les cortèges sédimentaires ("systems tracts") les plus fréquemment reconnus sont les cortèges transgressifs (TST) et de haut niveau marin (HSST); les discontinuités les mieux marquées et systématiques sont les surfaces de transgression (TS). La hiérarchisation des sections condensées (CS) n'est par contre pas aisée. Quant aux limites de séquences (SB), elles sont le plus souvent placées "par nécessité" : elles ne sont généralement pas marquées et identifiables comme telles mais plutôt déduites, par respect pour la succession des surfaces et cortèges sédimentaires prédite par le modèle "vailien". Le caractère cyclique de la sédimentation est avant tout donné par la succession de cycles de transgression-régression (- comblement).

Quelques difficultés rencontrées

• A la base de la série ("Schistes noirs, calcaires lumachelliques et quartzites"), les cycles sont essentiellement asymétriques: comblement du "highstand" après la surface d'inondation. La diversité des faciès est importante et les changements de milieux de dépôt et de bathymétries sont plus graduels que dans le reste de la série : des processus autocycliques sont probables.

• Les "Marno-calcaires" sont mal affleurants.

• Les "Calcaires à Gryphées" affleurent sur environ 3 rn mais sont observables en continuité sur 70 cm seulement (Fig. 4.7). Etant donné que 3 M.a. sont enregistrés dans cette formation, il est probable qu'une séquence de troisième ordre y soit contenue.

L'interprétation proposée est une des variantes possibles.

• La séquence de progradation dessinée par les "Quartzites lités" est interprétée comme un cortège de haut niveau (HSST); en fait, deux séquences se succèdent (voir 4.2.7.2 et Fig.

4.8), avec légers signes de condensation/remaniement au passage de l'une à l'autre.

L'interprétation de cette partie est malaisée.

6.2.4 Commentaires

Le découpage proposé en Fig. 6.2 est une des solutions envisageables : certains points restent dans 1 'ombre.

Un des problèmes majeurs est l'accès au temps, permettant de valider la hiérarchisation des séquences et leur corrélation. Pour la coupe du Ferdenrothorn, les éléments de datation viennent d'affleurements déconnectés, remis sur une verticale dans une coupe synthétique; la position des marqueurs n'est qu'approximative pour certains cas (voir Fig. 4.11, horizons IX et IX-X).

Sur cette même coupe, deux faits contradictoires sont également observés et posent une question importante, au-delà du cadre précis de cette étude. Dans la partie médiane des

"Calcaires gréso-spathiques et siliceux", la sous-zone à Brevispina a été reconnue dans des niveaux distants de 6 à 7 rn (Fig. 4.11, horizons VI à VIII). Or, c'est précisément dans cette partie de la coupe que les séquences élémentaires ont été reconnues, grâce aux niveaux de condensation ponctuant cet intervalle. On observe ainsi, sur la base des ammonites, un enregistrement dilaté du temps, alors que les faciès indiquent plutôt une condensation et un resserrement des incréments de temps. Est-ce à dire qu'une partie de la macrofaune, comme les gravillons dolomitiques contenus dans les sédiments, est remaniée ?

Lors de l'exposé lithostratigraphique, il a été fait mention de la lacune de la zone à /bex (voir 4.2.8.5). Cette lacune peut être expliquée par l'érosion de toute une partie des "Calcaires gréso-spathiques et siliceux" lors d'une chute importante du niveau marin relatif (sur la Fig.

6.2, il s'agit de la limite de séquence précédant la sous-zone à Figulinum). Cette limite de séquence est confondue avec la surface de transgression suivante (surface de ravinement, également avec indices de condensation); le cortège de bas niveau serait à chercher dans une position plus distale.

Séquences de dépôt 151